黄土高原红粘土与黄土古土壤粒度特征对比--红粘土风成成因的新证据

对黄土高原具有代表意义四个剖面的晚第三纪红粘土样品进行了粒度分析,并将结果与典型风成黄土古土壤样品的粒度特征进行详细对比,得到红粘土是风成成因的沉积学证据。结果表明,黄土高原红粘土与其上覆第四纪古土壤形成环境相似,红粘土是在相对于黄土堆积搬运风动力变幅小的条件下沉积的,在沉积之后受到较强的风化成壤改造作用。     

山东青州地区黄土的粒度组成及成因分析

在鲁中山地北侧的山间谷地及山麓地带广泛发育厚度不一的黄土堆积。对该区青州傅家庄黄土剖面进行了系统的粒度分析, 并与黄土高原的第四纪黄土-古土壤、北京现代降尘、剖面附近的河流相样品进行了对比。结果表明, 青州黄土的粒度分布特征与北京现代降尘、黄土高原黄土非常相似, 与河流相样品则有很大的不同; 在整个序列中, 青州黄土粒度变化与黄土高原典型的风成黄土、古土壤一致, 黄土层颗粒粗, 古土壤层颗粒细。上述结果从沉积学的角度为青州黄土风成成因提供了证据。青州黄土的粒度组成特征及前人的研究表明, 青州黄土主要来源于沉积区以北的黄泛平原和莱州弯等地出露的海相地层, 其次是高空气流携带的西北内陆的远缘粉尘。      

成都平原红土堆积的风成成因证据

成都平原地区的红土剖面一般由3部分构成,自上而下分别为成都粘土层、网纹红土层、河流相砂砾石层.文章对位于成都双流的胜利红土剖面样品的粒度、石英颗粒表面形态以及稀土元素分布模式进行了系统分析,并将研究结果与甘孜地区的典型黄土样品进行了对比.结果表明,红土剖面中的成都粘土、网纹红土层是以具有风成特性的细颗粒物质为主,并且其粒度分布及粒度参数特征与甘孜地区典型风成黄土样品非常相似,而与该剖面中下伏的河流相样品有很大不同.成都粘土及网纹红土样品的石英颗粒与甘孜黄土及北方黄土一样,大多数都呈不规则的棱角状、次棱角状.红土堆积的稀土元素分布模式与甘孜黄土也非常相似.所有这些证据都表明成都平原红土剖面中的成都粘土及网纹红土层属于风成成因.本次分析结果结合以前的研究表明,第四纪中期整个长江流域的环境状况发生了很大变化,主要表现为冰期时植被覆盖率的大幅度降低,而青藏高原在此时期的快速隆升可能是形成该区环境变化的直接原因.     

东北平原东部天恒山钻孔的粒度特征及其对地层划分的指示

东北平原东部荒山剖面是我国东北地区的第四纪典型剖面,但针对该剖面的地层划分和成因的研究尚存在不同看法,对其开展详细的粒度特征研究有望对该剖面的地层划分和地层成因提供进一步的认识。通过天恒山（THS）钻孔对该区地层进行高分辨率的粒度特征研究,并与黄土高原典型黄土进行对比。研究结果显示哈尔滨组地层平均粒径、中值粒径以及粒级百分含量等大幅度波动,呈现黄土-古土壤地层旋回变化特征,黄土层粒度粗,古土壤层粒度细,与黄土高原典型第四纪黄土的粒度特征一致。荒山组地层则呈现小幅度波动,沉积动力较稳定。哈尔滨组和荒山组的粒度频率分布、C-M图及粒度参数（平均粒径、标准偏差、偏度、峰度）等特征均存在显著差别,指示二者的沉积动力过程明显不同。基于以上粒度特征,结合沉积相特征和已有划分方法,THS钻孔中-晚更新世地层自上而下可划分为哈尔滨组和荒山组,并将哈尔滨组地层判定为风成堆积,将荒山组地层判定为河湖相沉积。      

丰宁黄土-古土壤剖面常量元素地球化学特征

丰宁滦河上游的河谷地带有多处黄土堆积,由于该地区黄土分布零星、厚度较小,在以往的研究中却很少引起人们的关注,然而该地区黄土堆积是河北坝上地区环境演化和气候变化的重要地质记录.为了探讨该地区黄土的成因、物源以及化学风化强度,选取代表性的黄土-古土壤剖面77个样品进行了常量元素分析,并与已知典型风成堆积物的地球化学元素特征进行对比.结果表明:(1) 丰宁剖面的主要常量元素(SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃)之和以及UCC(Upper Continental Crust)标准化曲线均与典型风成堆积物具有较好的相似性, 表明丰宁黄土和古土壤为风成成因;(2) 丰宁黄土处于初等化学风化阶段,古土壤则进入了中等化学风化阶段.与典型风成堆积物相比,化学风化强度序列为:宣城风成红土＞＞西峰红黏土、镇江下蜀土＞丰宁古土壤、洛川古土壤＞洛川黄土＞丰宁黄土;(3) 常量元素迁移特征表明丰宁黄土和古土壤的化学风化已完成了早期去Na、Ca阶段,并进入到了中期去K阶段;(4) 丰宁黄土、古土壤的K₂O/Al₂O₃和Fe₂O₃/Al₂O₃比值与洛川黄土、洛川古土壤、镇江下蜀土、西峰红黏土较为接近,表明这些风成堆积物可能具有相似的源区.而TiO₂/Al₂O₃比值小于其他风成堆积物, 指示丰宁剖面具有其他物源.      

罗马尼亚第四纪黄土沉积的岩石磁学特征及成土模式探讨

欧洲罗马尼亚发育着典型的第四纪风积黄土-古土壤地层,通过对Mircea Voda剖面黄土-古土壤样品进行磁化率、频率磁化率、非磁滞剩余磁化强度、等温剩磁、热磁曲线和磁滞回线等岩石磁学参数测试分析,发现罗马尼亚Mircea Voda黄土-古土壤序列磁化率曲线形态与中国黄土高原中部西峰黄土极为相似;而且所含磁性矿物种类也很相似,主要以亚铁磁性矿物(磁铁矿和磁赤铁矿)为主,也含有反铁磁性矿物(赤铁矿和针铁矿).罗马尼亚Mircea Voda黄土与中国西峰黄土有相似的成土模式,成土过程都是在干旱氧化环境中进行,磁化率与成土作用基本成正相关关系.磁化率在成土弱的黄土层中获低值,在成土强的古土壤层中获高值,反映冰期、间冰期旋回在全球范围内对气候影响的一致性.成±过程粒度小的超顺磁(SP)和单畴(SD)亚铁磁性矿物相对含量的增加是罗马尼亚Mircea Voda剖面古土壤磁化率增强的主要原因.罗马尼亚Mircea Voda黄土的磁化率数值整体低于中国西峰黄土的值,物源的差异以及罗马尼亚气候的水热不同期使得古土壤发育弱于中国黄土,以及地下水对剖面底部土壤层的淋溶作用,可能是造成Mircea Voda黄土磁化率低于西峰黄土的原因.     

云南元谋龙街粉砂层的粒度特征与成因

对云南元谋龙街粉砂层保存较好的龙街剖面进行了年代地层学和沉积学研究。该剖面厚40.6m,距顶部10.9m处14C年龄为26305±1152a BP,指示龙街粉砂层的地质时代为晚更新世。粒度分析结果显示,龙街粉砂层主要由粉砂组成,中值粒径的平均值为15.28μm,频率曲线呈现明显的双峰特征,几乎没有粗尾。与内蒙古岱海湖相沉积、甘肃西峰黄土、安徽宣城河流沉积的粒度分布及粒度参数特征对比,龙街粉砂层与岱海湖泊沉积的粒度特征基本一致,而与西峰黄土及宣城河流相沉积明显不同,表明龙街粉砂层是水动力较弱的湖泊沉积物。     

江西九江中更新世红土物质来源研究

华南地区广泛分布中更新世红土。目前, 对其物质来源尚有争议。九江红土剖面的沉积时代已得到很好限定, 同时由于其沉积连续、地层出露较好, 是开展中更新世红土物质来源研究的理想剖面。通过对九江中更新世红土2件碎屑锆石样品的分析, 共获得177颗谐和锆石U-Pb年龄, 主要峰值集中在新元古代(816 Ma、801 Ma和991 Ma)、古元古代(2019 Ma、2022 Ma和2481 Ma)和新太古代(2502 Ma), 并具有不显著的中生代峰值(135 Ma)。将其与潜在远源和近源物源区的锆石U-Pb年龄组成进行对比, 结果发现中国北方戈壁、沙漠和黄土高原、塔里木盆地、华北平原并不是九江中更新世红土的主要源区。庐山北麓早更新世发育的洪积扇为九江中更新世红土发育提供了充足物质。九江中更新世红土和九江晚更新世黄土的碎屑锆石U-Pb年龄组成存在明显差别, 后者主要来自长江河漫滩的碎屑物质。不同的气候条件主导了九江地区红土和黄土的发育, 二者都受控于青藏高原构造隆升产生的环境变化。     

青藏高原东缘湖相沉积和黄土高原黄土沉积磁化率与粒度相关性对比*

为探讨构造稳定地区(如黄土高原)和构造活跃地区(如青藏高原东缘)粉尘沉积物中磁化率(SUS)与粒度的相关性及其对环境事件的指示意义,本次研究分析了黄土高原蓝田剖面黄土—古土壤样品和青藏高原东缘湖相沉积样品的粒度和磁化率记录。黄土高原黄土—古土壤沉积SUS与2~10 μm粒度组分最强正相关,青藏高原东缘湖相沉积的SUS与2~10 μm粒度组分最强负相关,反映2~10 μm粒度组分为黄土高原和青藏高原乃至亚洲干旱—半干旱地区连续稳定敏感的背景沉积组分。黄土高原黄土—古土壤沉积的SUS与32~63 μm粒度组分最强负相关,青藏高原东缘湖相沉积的SUS与32~63 μm粒度组分最强正相关,反映32~63 μm粒度组分不仅是黄土高原尘暴事件沉积的敏感指标,也是青藏高原东缘湖相沉积记录的地震事件敏感指标。SUS与粒度组分的相关性在青藏高原东缘地区地震事件层开始部分高于结束部分,也较好地反映地震事件为研究区添加新鲜沉积物后随地形地貌恢复逐步减少的过程。SUS与粒度组分相关性也受当地物源的影响。     

青藏高原东缘湖相沉积和黄土高原黄土沉积磁化率与粒度相关性对比*

为探讨构造稳定地区(如黄土高原)和构造活跃地区(如青藏高原东缘)粉尘沉积物中磁化率(SUS)与粒度的相关性及其对环境事件的指示意义,本次研究分析了黄土高原蓝田剖面黄土—古土壤样品和青藏高原东缘湖相沉积样品的粒度和磁化率记录。黄土高原黄土—古土壤沉积SUS与2~10 μm粒度组分最强正相关,青藏高原东缘湖相沉积的SUS与2~10 μm粒度组分最强负相关,反映2~10 μm粒度组分为黄土高原和青藏高原乃至亚洲干旱—半干旱地区连续稳定敏感的背景沉积组分。黄土高原黄土—古土壤沉积的SUS与32~63 μm粒度组分最强负相关,青藏高原东缘湖相沉积的SUS与32~63 μm粒度组分最强正相关,反映32~63 μm粒度组分不仅是黄土高原尘暴事件沉积的敏感指标,也是青藏高原东缘湖相沉积记录的地震事件敏感指标。SUS与粒度组分的相关性在青藏高原东缘地区地震事件层开始部分高于结束部分,也较好地反映地震事件为研究区添加新鲜沉积物后随地形地貌恢复逐步减少的过程。SUS与粒度组分相关性也受当地物源的影响。     

公元9世纪以来长江潮区界的迁移过程重建

海潮从长江口沿江上溯,可达内陆600km以上的潮区界,为世界大河所少见。中国古人就对这一现象有所感知,在一些文学著作与地方志中可找到长江潮区界及其变化的信息。在公元3世纪末、4世纪初,长江的潮波已越过柴桑(今江西九江);在公元9世纪早期,长江枯水期的潮区界已经退到九江的湓浦口;在13世纪最后的十几年,长江潮区界下移至皖赣交界的小孤山附近。从公元9世纪早期到13世纪晚期的470年间,潮区界下移了64 km,年均为0.136km/a。20世纪中叶以来的学者普遍认为,长江的潮区界又下移至安徽铜陵的大通镇。可见,长江干流在尚未被大型水利工程截断以前,长江潮区界持续向下游移动。在13世纪末至20世纪中叶的670年中,长江潮区界下移170km,年均为0.254km/a,速率几乎是前一时期的2倍。分析表明,潮区界下移速率和三角洲向海的淤长有关,还可能受气候变化的重要影响。对比发现,在长江干流大型水利工程开始蓄水的几年后、九江站流量约8440m³/s的特大枯水时期,潮汐引起的水位上涨影响可达九江附近、即1100多年前中唐时代的潮区界位置。     

Reconstruction of the Changjiang River tidal-limit movement since the ninth century AD

The tide can now propagate upstream for more than 600 km from the Changjiang River estuary to hinterland,which is rare in the world. In China,information and records reflecting tidal limit and its movement in the Changjiang River can be found from some ancient books,literary works and local chronicles. At the end of the 3rd and the beginning of the 4th century AD, the tide limit of the Changjiang River reached the upstream of Chaisang(now named Jiujiang in Jiangxi Province). At the early 9th century,the tide limit in the dry season retreated to the Penpukou in Jiujiang. In the last ten years of the 13th century,the tidal limit moved back to the Xiaogushan Mountain near the border between Anhui Province and Jiangxi Province. By the middle of the 20th century,the modern researchers generally agreed that the tidal limit retreated to Datong in Anhui Province. Before the main stream of the Changjiang River was cut off by large-scale water conservancy projects,the tide limit had retreated seaward continuously. From the 3rd decade of the 9th century to the last decade of the 13th century,the tide limit moved downstream 64 km during the 470 years,with an average annual rate of 0.136km/a. During the 670 years from the end of the 13th century to the middle of the 20th century,the tide limit had moved downstream 170 km,with an average annual rate of 0.254 km/a,almost twice as much as that of the previous period. We suggest the climate change accounted for the different retreat rate of the tidal limit between the two periods discussed. In addition,a recent study found that during the extremely dry periods,when the discharge of Jiujiang station was about 8440 m³/s,the tidal limit reached near Jiujiang. In the years when the water conservancy project on the main stream of the Changjiang River began to store water,the tide limit actually returned to the previous position of the middle Tang Dynasty,i.e. 1100 years ago.     

九江市城市建设用地地质环境质量评价

通过对九江市地质环境的调查与客观实际情况分析,选取地质灾害、已有资源和河流侵蚀作用等作为敏感因子;选取地形坡度、斜坡高度、基岩埋深等作为重要因子;采用层次分析法确定评价因子权重,采用多目标决策的敏感因子-模糊聚类综合评判法对九江市城市建设用地地质环境质量评价。评价共划分出1277个单元,评价结果显示:建设用地环境质量优越的单元占总评价面积的65.86%,较好、简单改善后可建设的单元占15.35%,中等、一般需要一定工程措施的建设用地占1.57%,其它较差的和不适于建设用地的单元仅占17.22%。这个结果对九江市城市规划、建设、管理提供相应的地质环境信息,最大限度实现城市建设与地质资源环境的优化配置,达到城市建设安全、合理、经济的目的。从而也证明了多目标决策的敏感因子-模糊聚类综合评判法对解决城市建设用地质量评价不失为一种好的理论方法和手段。     

江西九江市城市垃圾卫生填埋场址适宜性评价优选

利用层次分析法对九江市五个候选垃圾场地进行了适宜性评价优选,在很大程度上减少了主观因素影响和定性分析过多的缺点,为九江市重建垃圾填埋场地提供了科学的依据。     

江西九江及邻区主要断裂活动性遥感综合分析

利用Landsat 8、Google Earth等中高分辨率遥感影像以及ASTER GDEM资料并结合前人研究成果,在分析总结江西九江及邻区主要活动断裂带遥感影像解译标志的基础上,获取该区主要活动断裂空间展布情况,结合地震地质资料进一步探讨该区主要活动断裂的性质及其第四纪活动性。研究发现,该地区断裂构造空间展布复杂,以北东与北西走向为主,其中的主要活动断裂带可归并为4大断裂系统,分别为庐江-广济断裂系、黄冈-鄱阳断裂系、九江断裂系和东至-鄱阳断裂系。根据主要断裂带的地貌错位、三维地貌与地形信息及历史地震数据等对断裂活动性进行分析和分级,将该区主要断裂的现今活动性划分为显著、较显著和一般3个级别,并进一步讨论了区域断裂活动与地震的关系。      

Multiple mantle metasomatism beneath the Leizhou Peninsula,South China: evidence from elemental and Sr-Nd-Pb-Hf isotope geochemistry of the late Cenozoic volcanic rocks

ABSTRACT

We analysed whole-rock major and trace elements and Sr-Nd-Pb-Hf isotopes of the late Cenozoic volcanic rocks in the Leizhou Peninsula, South China to investigate their mantle source characteristics. These volcanic rocks, collected from Jiujiang, Tianyang and Huoju areas of the Leizhou Peninsula, are characterized by incompatible element enrichment but variable isotopic depletion. The volcanic rocks from Jiujiang and Tianyang show prominent primitive-mantle-normalized positive Nb, Ta and Sr anomalies and depleted Sr-Nd-Pb-Hf isotope compositions, whereas those from Huoju show slight positive to negative Nb and Ta anomalies, a prominent positive Pb anomaly, and more enriched Sr-Nd-Pb-Hf isotope compositions. Two types of mantle metasomatism are required to explain the geochemical characteristics of these rocks. The Jiujiang and Tianyang samples were largely derived from a mantle source metasomatized recently by a low-F melt. Such low-F melt is generated within the asthenospheric mantle, which is enriched in volatiles and incompatible elements with positive Sr anomaly and depleted Sr-Nd-Pb-Hf isotope compositions. The Huoju samples were largely derived from a mantle source metasomatized by recycled upper continental crust material. These two types of mantle metasomatism beneath the Leizhou Peninsula are consistent with trace element characteristics of mantle mineralogy (e.g. clinopyroxene vs. amphibole), which reflects source evolution in space and time (e.g. tectonic setting change).     

绩溪县洪坑板岩砚石矿的岩性、成分、物理化学性能特征分析

赋存于中元古代大谷运组上段地层中的绩溪县洪坑板岩类砚石,通过与歙砚石～歙县龙头石及江西龙尾石、九江石、大畈石、玉山石的物理化学参数测试资料对比分析,歙砚石其原岩均为泥砂质构造沉积岩,但岩性、成分、物理化学性能特征存在一定差异,与歙砚石—龙尾石属于不同成因机制的砚石。     

振动锤下钢护筒气举反循环清孔旋挖钻孔施工技术

以江西省九江地区的德安集贸市场桩基工程为例,介绍了振动锤下钢护筒配套气举反循环清孔旋挖钻孔灌注桩施工技术应用情况及成桩关键技术措施。旋挖钻机在桩基工程施工中的成孔效率高,但在松散地层及容易坍塌地层中施工存在沉渣控制较为困难的问题,因此解决好该工程沉渣满足设计要求,是项目成功的关键所在。实践证明,采用振动锤下钢护筒隔离松散地层和容易坍塌地层以及气举反循环清孔相结合的措施,可彻底解决孔底沉渣过大的问题。     

Clay record of climate change since the mid‐Pleistocene in Jiujiang,south China

To obtain a better understanding of climate change in south China in the Quaternary, a clay mineralogical study was undertaken on the red earth profile at Jiujiang, using X‐ray diffraction (XRD) and particle‐size distribution analysis methods. The XRD results showed that the clay minerals of the Jiujiang red earth were mainly mixed‐layer illite–smectite (I/S), illite, kaolinite and vermiculite, with trace amounts of mixed‐layer kaolinite–smectite (K/S). Changes in clay mineral composition displayed a trend of three‐stage evolution. The higher mixed‐layer I/S clays and kaolinite contents in the lower portion suggest extremely warm and humid climates over the period c. 700 to c. 350 ka ago. A gradual decrease in I/S clays and kaolinite reveals a gradual climate change from warm/humid to cool/dry during the period c. 350 to c. 130 ka ago. The higher illite and vermiculite contents indicate a relatively cool and dry climate during the period since c. 130 ka ago. The particle‐size distribution pattern of the upper section was similar to that of the Xiashu loess, while that of the middle to lower section was similar to those of fluvially reworked red earth. A rapid increase in the abundance of large grain‐size components at 2.6 m depth indicates an intensification of the winter monsoon and a cool and dry climate during the period, in good agreement with results from the clay mineral composition and homogeneous structure. The red earth sequences in south China could probably be used to test the response of tropical to subtropical regions to global climate changes.